冲裁加工的原理和阶段分析

冲裁加工是利用模具，在压力机压力的作用下，将事先放在凸、凹模刃口之间的板料或条料一部分与另一部分以撕裂的形式加以分离，从而得到所需形状和尺寸的平板毛坯或制件的一种冷冲压加工方法。

冲裁是冷冲压生产的基本工序，也是冷冲压生产应用最为广泛的工序。冲裁是通过凸、凹模刃口之间产生剪裂缝的形式实现板料分离的，属于分离类工序，其加工方式主要包括：冲孔、落料、切口、切断、切边、剖切等，各工序及模具结构见图1-2。经过冲裁得到的制件既可作为零件直接使用，也可作为其他冲裁、弯曲、拉深、成形等工序的毛坯。

冲裁加工是在瞬间完成的，在模具刃口尖锐，凸、凹模间隙正常时，板料的分离过程大致可分为三个阶段，如图4-1所示。

图4-1 板料冲裁变形过程(www.xing528.com)

a）弹性变形阶段 b）塑性变形阶段 c）断裂分离阶段

（1）弹性变形阶段 当凸模开始接触板料并下压时，在凸、凹模压力的作用下，板料表面受到压缩产生弹性变形，板料略有压入凹模洞口的现象。由于凸、凹模间隙的存在，在冲裁力作用下产生弯曲力矩，使板料同时受到弯曲和拉伸的作用，凸模下的材料略有弯曲，凹模上的材料则向上翘。随着凸模的下移，最后使材料的应力达到了弹性极限范围。

（2）塑性变形阶段 随着凸模的继续下压，材料内应力达到屈服点，板料在其与凸、凹模刃口接触处产生塑性剪切变形，凸模切入板料，板料下部被挤入凹模洞内。随着塑性剪切变形的发展，分离变形应力随之增加，至凸、凹模刃口侧面材料内应力超过抗剪强度，便出现微裂纹，材料开始被破坏，使塑性变形趋于结束。

（3）断裂分离阶段 凸模继续下行，刃口侧面附近产生的微裂纹不断扩大并向内延伸发展，至上、下两裂纹相遇重合，板料便完全分离，从而完成整个冲裁工作。